对5G学习的一些理解

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基带处理单元BBU：完成信道编解码、基带信号的调制解调、协议处理等功能，同时需要提供与上层网元的接口功能。

射频处理单元RRU：是天线系统和基带处理单元沟通的中间桥梁：接收信号时，RRU将天线传来的射频信号经滤波、低噪声放大、转化成光信号，传输给BBU；发送信号时，RRU将从BBU传来的光信号转成射频信号通过天线放大发送出去。

天线系统：主要进行信号的接受和发送，是基站设备与终端用户之间的信息能量转换器

5g：网络构架：核心网，CU，DU。

5gnr（5g新无线电）：毫米波，小型蜂窝，大规模MIMO，波束成形和全双工

CU(Centralized Unit,集中单元)、DU(Distribute Unit,分布单元)、AAU(Active Antenna Unit,有源天线单元)。

CU：原BBU的非实时部分将分割出来，重新定义为CU，负责处理非实时协议和服务。

DU：BBU的剩余功能重新定义为DU，负责处理物理层协议和实时服务。

AAU：BBU的部分物理层处理功能与原RRU及无源天线合并为AAU。

简而言之，CU和DU，以处理内容的实时性进行区分。AAU就是RRU+天线

网络：

接入网、承载网、核心网、空口。

接入网是“窗口”，负责把数据收上来；承载网是“卡车”，负责把数据送来送去；核心网呢，就是“管理中枢”，负责管理这些数据，对数据进行分拣，然后告诉它，该去何方。

接入网（RAN）变化

BBU+ RRU+天线

一个基站，通常包括BBU（主要负责信号调制）、RRU（主要负责射频处理），馈线（连接RRU和天线），天线（主要负责线缆上导行波和空气中空间波之间的转换）

拓展：

在后来，RRU被放到天线身边，所谓RRU拉远。也就是分布式基站。

RAN就变成了D-RAN。DistributedRAN（分布式无线接入网）

成本高于是有了C-RAN，Centralized RAN，集中化无线接入网。除此之外，C还有其他含义。

分散的BBU变成BBU基带池之后，更强大了，可以统一管理和调度，资源调配更加灵活。

TTI/subframe/slot 关系

TTI是传输间隔时间，slot是调度的粒度。即一次传输时间TTI=k*slot，k为整数。在LTE中k总是等于2，即每次传输都是调度两个slot。subframe则是一个时间刻度单位，整个LTE系统是工作在subframe的时序上的。调度器和L1都是以subframe位周期运行，与TTI和slot怎么设定没有关系。LTE中TTI设置为1ms，与一个subframe长度相等，造成我在相当长的一段时间里对他们的概念混淆不清，总认为一个subframe就是一次传输的长度似得。

symbol（符号）

LTE在频域上的最小单位是子载波，带宽为15KHz；在时域上的最小单位是时隙（slot），以0.5ms为周期；这就可以推导出：0.5ms内，在15KHz下，总共走过了0.5*15K=7.5个正弦波周期；

调制是以正弦波周期为单位，这样的正弦波周期被称为symbol（符号），所以每个0.5ms的时隙内，最多能够容纳7个symbol。

那剩下的0.5个symbol咋办？平均分配在7个symbol之间，做为普通CP（普通循环前缀），以对抗无线接口的symbol（符号）间干扰；

如果干扰过大怎么办？那就从7个symbol里扣除1个，做为扩展CP（扩展循环前缀）；

这样一来，可用于调制的symbol就剩下6个了；这就是为什么说0.5ms内会有6个或7个symbol的原因。

5G的三大应用场景：eMBB：增强移动宽带。

mMTC：大规模物联网。

uRLLC：高可靠超低延时通信

5G技术的特点或优势

5G技术利用了所有现有的蜂窝无线技术（2G，3G和4G）。除了高吞吐量之外，它还为该技术的用户和提供商提供了以下功能。

为服务提供商带来更高的收入。

互操作性将变得可行且更容易。

电池电量低。

更好的覆盖范围和单元边缘的高数据速率。

同时存在多个数据传输路径。

更安全

基于SDR（App定义无线电）的灵活架构。

更高的系统频谱效率

对人类健康无害

由于部署基础设施成本降低，费用更低

更好的QoS（服务质量）

终极下载和上传速度为用户提供了良好的体验，如宽带有线互联网

大多数设备（如5G加密狗）都可以使用USB电源，因此在电力切断非常普遍的发展中国家更好。

规格/特征	5G NR支撑
3GPP标准	15版及更高版本
频谱	许可，共享许可，未经许可
频带（可能）	1  GHz 以下    6 GHz以下（41频段即2496至2690 MHz;频段42即3400至3600 MHz）    6 GHz以上（15,28,39,70至80 GHz）;
带宽（BW）	20 MHz（宽覆盖范围），80 MHz（小型蜂窝），160 MHz（未许可），500 MHz（mmwave - 约28 GHz）
OFDM子载波间隔	15KHz用于20MHz BW    30KHz用于80MHz BW    60KHz用于160MHz BW    120KHz用于500MHz BW
数据速率	约10Gbps（每用户峰值数据速率）    约500Mbps（每用户持续数据速率）
多址技术（用于物联网）	RSMA（资源扩展多址），它是非正交和免费多址接入方案
应用程序或用例	•eMBB（增强型移动宽带）    •大规模机器类型通信，例如物联网（IoT），NB-IoT等。    •D2D-设备到设备    •低延迟的超可靠通信，例如远程手术，车辆通信以避免崩溃等。
TTI（传输时间间隔）	可扩展
子帧	新的自包含TDD子帧，适用于同一频道中的不同拓扑和不同服务。
支撑尚未定义的未来5G服务	提供空白时间/频率资源以添加未来服务以实现无缝集成
云服务	支撑传感器，智能手机，车辆等。
双工技术	FDD，TDD，半双工
延迟	不到1毫秒
网络拓扑	设备到设备，网格，中继
MIMO / BF	•支撑大规模MIMO    •自适应波束成形    •波束跟踪技术
标准（接入技术）	CDMA / BDMA
技术	统一IP，无线集成宽带，LAN / PAN / WAN / WLAN和基于5G的技术
应用程序/服务	可穿戴设备，动态信息访问，高清流媒体，流畅的全球漫游
核心网	更平坦的IP网络，5G网络接口（5G-NI）
不可触摸	垂直水平
小区边缘数据速率	100 Mbps

4G和5G差异

产品规格	LTE	5G TF	5G NR
完整形式	长期进化	Verizon的5G技术论坛	3GPP  5G新无线电
无线帧周期	10毫秒	10毫秒	10毫秒
帧中的子帧数	10	50	10
帧中的插槽数	20（持续1ms）	100（持续0.1ms）	20（持续1ms）
RB数量（资源块）	100（最大）	100（最大）	100或更多
载波聚合	5（Rel.10）    32（Rel.12）	8	16
子载波间隔	15 KHz	75 KHz	灵活：2 n * 15  KHz    （其中，n = -2,0,1，....，5）
运营商带宽	1.4 / 3/5/10/15/20  MHz	100 MHz	每个CC的可变，最大值为400 MHz
频带	低于6 GHz	28 GHz	高达100 GHz
波束成形	适用于某些传输模式	与DL / UL互惠	有和没有DL / UL互惠
调制	高达256-QAM	QPSK，16-QAM，64-QAM	QPSK，16-QAM，64-QAM和256-QAM
MIMO	高达8X8	仅限2x2	高达8X8
信道编码方案	Turbo编码数据	LDPC用于数据	NR极化码（控制）;    NR  LDPC（数据）

4g与5g典型区别扩展：

三个场景有一些共有技术，包括帧结构，设计参数，可能还有信道编码一类技术。

总体上看来，eMBB的设计延续了4g的设计思路：即关键技术和物理层过程并行。技术方面就是信道编码，自包含子帧，系统参数，mimo，波形，多址等技术。有些是新设计，有些沿用4g的技术。过程方面目前看起来新的不多，毫米波的波束获取和跟踪算是有点新意。其他的随机接入，同步等只是方法，参数等细节的变化了。URLLC有不少不确定性，目前看来HARQ要做一些变化，还要设计超短子帧配合快速的RTT来降低时延，ratelessHARQ也是一个改进。编码可能和eMBB类似，用LDPC可能性较大，毕竟polar的重传性能是瓶颈。mMTC可能会再次降低优先级，这个就问题大了，grantfree, multiple access可能没办法落地了，这个从技术角度也算是略有遗憾吧。

1. 帧结构设计：Scaleable Numerology: 可扩展系统参数集 这个其实是对高频段扩展的一个必然。LTE系统设计的参数是15kHz子载波（NormalCP），设计频率是从700MHz -2.6GHz，后来扩展到3.5GHz。但是5G系统的载频上移了，主要是低频都被4g占了，暂时不会清频，更重要的因素是低频可用连续带宽太少，使用载波聚合的信令开销又比较大。5G需要针对高频率（mmW）设计更大的系统带宽（例如100MHz以上），但是考虑到FFT点数多了之后的复杂度上升（特别是UE），需要限定FFTsize（例如2048以下），这就需要扩展参数集支撑从低频（美国600MHz到毫米波频段），扩展的方法是2的幂次，即30KHz、60KHz、120KHz，相应的系统带宽就是40MHz、80MHz、160MHz。Verizon的100MHz系统带宽被RollOut了。

Self-containedSubframe：自包含子帧 这个是针对毫米波设计的。主要原因是6GHz以上基本上都是TDD频段。现在的LTE7种配置最大的缺点是UL和DL之间离得太远，造成了：a) HARQ反馈时间长， interlace太长，时延大; b)信道反馈间隔太长，不准确。增强之后，同一个子帧内同时包含DL、UL和GP，但针对DL centric、ULcentric有不同的配置方式。

2.信道编码：简单的说就是5G用了LDPC和Polar，至于Turbo和TBCC会不会被用在物联网场景，还需要时间。

3.MIMO：可以从rel-8一直做到rel-N。每个版本都在增强，基本思路都差不多，反馈、赋型、多用户配对、开环、闭环...。

直到5G。5G很大可能会放弃之前那种小区广播系统信息的工作方式，而采用专用信令为主的方式。同时，mmW系统天线阵子尺寸很小，有很大概率UE会配备8-16根天线，甚至更多。802.11ad（60GHz）的产品标准是32根天线，5G应该也不会示弱。

配备了多天线，又要做专用信令，就需要波速获取（BeamAcquisization）技术了，简单的说就是UE开机后搜索可用的beam（BeamRS），这个类似现在的CRS。之后根据测量接入Beam（而不是Cell）。在移动过程中，需要beam tracking保证UE始终有覆盖，切换时还得有beamswitching保证切换。

4. 多址多址是最热闹的话题，现在有十几种方案，但都被踢到mMTC去了。因为mMTC可能暂时不做了，据说现在还有企业酝酿单独立项。等三月份看看结果吧，在答主看来，这个做不做的并不十分要紧，因为NB-IoT很可能能满足mMTC的需求，这样新多址方式就没什么地方好用了。

5. 波形波形方案本来也很多，包括FBMC、WOLA、F-OFDM，都是OFDM的变种，为了能更好的抑制旁瓣，但是分析之后发现都是伪命题。因为加了实际的PA模型之后，滤波器的增益消失了，所以最终还是用了CP-OFDM。

6. 频谱共享技术LTE做了LAA，5G可以在原生系统中加入对unlicesenedband的支撑。特别是在FCC在60GHz追加了7GHz非授权频段之后，这个变得更有前景了。

CSI-RS信号是下行参考信号，终端收到CSI-RS之后，会反馈上行CSI，基站根据CSI选择合适的码本，用于下行业务发送。CSI-RS是监测信道质量的重要参考信号。
端口的英文名为port,5G NR中有各种port,对port深入理解，可以更好的把握数据传输。

CSI-RS端口是特定的时频资源组合，如时域一个符号，频域一个RE为一个端口，有1、2、4个基本端口组成，其它端口数量为基本端口的组合。

以CSI-RS 一套8端口为例，一套指的是下行波束个数，8端口会在AAU 64个射频通道分别映射，即一个端口映射8个AAU通道，因现有5G终端支撑2发4收，故仅可以区分4个port，测试时可以通过设置移相器衰减，选择接入终端的端口。也可以设置移相器角度，使终端自动选择端口。

一般一个时（单个符号）频（单个RE）位置可以表示两个端口，是通过正交码区分开的。

灵活的框架设计

设计5GNR的同时，采用灵活的5G网络架构，进一步提高5G服务多路传输的效率。这种灵活性既体现在频域，更体现在时域上，5GNR的框架能充分满足5G的不同服务和应用场景。这包括可扩展的时间间隔（STTI，Scalable Transmission Time Interval），自包含集成子帧（Self-contained integrated subframe）

5G信道

5G NRDMRS根据UE移动速度灵活可配，

5G NRFaster SRS可更好的适应高速移动场景需求，

PTRS能对于相位噪声进行补偿

（5G关键信号-上行）吧。5（G）哥家铺好了多条康庄大道（高频段无线网络），外出之路（上行链路物理信道）分别命名为：PUSCH、PUCCH、PRACH。

走在这些道道上的信使分别叫DMRS（解调参考信号）、DMRS（demodulation referencesignal）解调参考信号，用于对无线信道进行评估，以利于信号解调。DMRS是用户终端特定的参考信号（即每个终端的DMRS信号不同），可被波束赋形、可被纳入到受调度的资源，并仅在需要时才发射（既可在上行方向也可在下行方向）。

为了支撑多层MIMO传输，可调度多个正交的DMRS端口---其中每个DMRS端口与MIMO的每一层相对应；“正交”可通过梳状结构的频分复用（FDM）、时分复用（TDM）以及码分复用CDM（以基本序列或正交掩码的循环移位）来达到。

DMRS信号的设计考虑早期的解码需求以支撑各种低时延应用，所以基本的DMRS模式是前载（Frontloaded）。面向低速移动的应用场景，DMRS在时域采取低密度。

在高速移动的应用场景，DMRS的时间密度要增大以及时跟踪无线信道的快速变化。

5GNR根据UE移动速度灵活可配（1 Front-loaded DMRS +additionalDMRS），根据UE移动速度增加DMRS，更好地跟踪上下行信道变化，提升SU/MU-MIMO性能。

SRS（探测参考信号）

SRS（soundingreference signal）探测参考信号，传输于上行方向，主要面向调度以及链路适配进行信道状态信息（CSI）测量。

对于5G新空口，SRS被用于面向大规模天线阵列（MassiveMIMO）的基于互易性的预编码器设计，用于上行波束管理。

此外，SRS有模块化的、灵活的设计，以支撑不同的流程以及用户终端（UE）能力。

相比4G，5GNR更短周期的SRS测量，可以提高信道估计的精准性（以1 ms SRS 为例）。

5G NRFaster SRS 可更好的适应高速移动场景需求。

5GNR中DMRS和SRS俩个都是上行参考信号，它们的区别主要在哪里？

• DMRS：NR中用于解调，NR上下行均用。DMRS只在分配给UE的带宽上发送，属于UE级别参考信号。
• SRS：用于估计上行信道频域信息，做频率选择性调度；用于估计上行信道，做下行波束赋形。
  

PT-RS（相位跟踪参考信号）。

PTRS（Phase-trackingreference signals）相位跟踪参考信号，之所以被引入5G新空口，是为了对相位噪声进行补偿。

一般地，随着震荡器载波频率的上升，相位噪声也会增大，从而，对工作于高频段（比如毫米波频段）的5G无线网络，就可利用PTRS信号来消除相位噪声。

PTRS信号在频域具有低密度而在时域则有高密度。

PTRS是用户终端特定的参考信号（即每个终端的PTRS信号不同），可被波束赋形、可被纳入到受调度的资源。PTRS端口的数量可以小于总的端口数，而且PTRS端口之间的正交可通过FDM来实现。此外，PTRS信号的配置，是根据振荡器质量、载波频率、OFDM子载波间隔、用于信号传输的调度及编码格式来进行的。

网络切片

网络切片，本质上就是将运营商的物理网络划分为多个虚拟网络，每一个虚拟网络根据不同的服务需求，比如时延、带宽、安全性和可靠性等来划分，以灵活的应对不同的网络应用场景。

任何一个虚拟网络发生故障都不会影响到其它虚拟网络

智能手机切片网络、自动驾驶切片网络、大规模物联网切片网络等等。

为了实现网络切片，网络功能虚拟化（NFV，NetworkFunction Virtualization）是先决条件。网络采用NFV和SDN后，才能更容易实行切片。

NR基本时间单位（Tc）：Tc = 0.509 ns；LTE基本时间单位（Ts）：Ts = 32.552 ns。

4g基本时间是5g的64倍。

LTE 帧结构（type 2）：每个subframe的slot个数固定；特殊子帧位置固定；符号长度固定；slot的长度固定；子载波间隔固定。

5G NR帧结构：每subframe的slot个数与SCS有关；slot及符号长度与SCS有关；特殊子帧位置灵活配置；符号数决定CP。

时隙内符号配比：NR中时隙内的OFDM符号被分为“downlink”（表示为D）、“flexible”（表示为X）【Flexible，可用于下行传输，上行传输，GP或预留资源】；或“uplink”（表示为U）。

在下行时隙，UE应假定下行传输仅发生在downlink符号或flexible符号。

在上行时隙，UE应仅在uplink符号或flexible符号发送。

时隙配比：运用多层嵌套配置

第一层：Cell-specificRRC信令半静态配置（小区级别）

SIB1：UL-DL-configuration-common&UL-DL-configuration-common-Set2

周期：{0.5, 0.625,1, 1.25, 2, 2.5, 5, 10} ms，SCS dependent

配置参数（SIB1中）：

UL-DL-configuration-common:{X, x1, x2, y1, y2}

UL-DL-configuration-common-Set2{ Y, x3, x4, y3, y4}

支撑单周期和双周期的时隙配置

X1&x3：全下行slot   取值：{0,1,…,配比周期内slot数}

Y1&Y3：全上行slot   取值：{0,1,…,配比周期内slot数}

X2&x4：全下行slot后面的DL符号数  取值：{0,1,…,13}

Y2&Y4：全上行slot前面的UL符号数  取值：{0,1,…,13}

自包含帧结构：从快速反馈的需求出发，最直接的设计就是同一个时隙里同时包含DL、UL和GP；一个自包含时隙同时包含DL/GP/UL的符号，以满足上下行快速转换的需求。

RE（ Resource Element ）：物理资源的最小粒度；时域：1个OFDM符号；频域：1个子载波。

RB（Resource Block）：数据信道资源分配频域基本调度单位，用于资源分配type1；频域：12个连续子载波。

RG（ Resource Grid ）：物理层资源组，上下行分别定义（对于给定的Numerology）；

时域：1个子帧；频域：传输带宽内可用RB资源；

RBG（ Resource Block Group ）：数据信道资源分配基本调度单位，用于资源分配type0，降低控制信道开销；频域：{2，4，8，16}个RB

REG（Resource Element Group）：控制信道资源分配的基本组成单位时域：1个OFDM符号；频域：12个子载波（1PRB）。

CCE（ Control Channel Element ）：控制信道资源分配基本调度单位，频域：1CCE = 6REG = 6PRB；CCE聚合等级：1,2,4,8,16。

部分载波带宽（bandwidth part ）

BWP：网络侧给UE分配的一段连续的带宽资源，5GUE 接入NR网络的必备配置（无BWP不业务）；UE级概念，不同UE可配置不同BWP；UE的所有信道资源配置均在BWP内进行分配和调度。

应用场景有：1.应用于小带宽能力UE接入大带宽网络;

2. UE在大小BWP间进行切换，达到省电效果;

3.不同BWP，配置不同Numerology，承载不同业务

BWP分类：

Initial BWP：UE初始接入阶段使用的BWP；

Dedicated BWP：UE在RRC连接态配置的BWP；

Active BWP：UE在RRC连接态某一时刻激活的BWP；

Default BWP： UE在RRC连接态，BWPinactivity timer超时后UE所工作的BWP。

5G信道编码：数据信道：LDPC码【在数据面上，相比于Turbo码，LDPC码更适合大数据块，它码峰值速率更高、译码速度更快、功耗更低、有更低的误码平台】

控制信道：Polar码【在控制面上，更适用于小数据块，它性能最优，更低的解调门限，计算复杂度低，时延低】

上行信道：PUCCH（物理上行控制信道）：调制方式【QPSK】；承载ACK/NACK，SR（调度请求），CSI-Report（PMI，CQI等）。

PRACH（物理随机接入信道）：调制方式【QPSK】；承载随机接入前导。

PUSCH（物理上行数据信道）：调制方式【QPSK、16QAM、64QAM、256QAM】；承载用户专用数据。

下行物理信道：PDCCH（物理下行控制信道）：调制方式【QPSK】；承载调度及传输格式，HARQ信息等。

PBCH（物理广播信道）：调制方式【QPSK】；用于系统消息MIB的广播。

PDSCH（物理下行共享信道）：调制方式【QPSK、16QAM、64QAM、256QAM、1024QAM】；用于承载用户专用数据。

天线使用端口：PDSCH相关的DM-RS使用以1000为起始的天线端口；PDCCH相关的DM-RS使用以2000为起始的天线端口；CSI-RS使用以3000为起始的天线端口SS/PBCH块传输使用以4000为起始的天线端口